Voir les cellules cancéreuses en direct lors d'une opération

Amener le laboratoire de microscopie dans la salle d’opération, c’est l’ambition de la start-up Samantree Technologies. L’appareil qu’elle met au point permet de voir en très gros plan des tissus humain durant l’opération. Gain de temps et d’argent puisqu’il permet d’identifier les lésions suspectes en direct. Destiné dans un premier temps à la détection des cellules cancéreuses, notamment mammaires, il évite au chirurgien d’attendre l’analyse de laboratoire et permet également de détecter la maladie à un stade très précoce.

L’engin, appelé HistoScope, permet de se déplacer sur les zones suspectes et zoomer pour en observer la structure cellulaire et/ou vasculaire. «Aujourd’hui au moins un tiers des chirurgies tumorales doivent être répétées, car les bords des tumeurs ne sont pas visibles à l’œil nu, et par conséquent, les tumeurs ne sont souvent pas enlevés completement lors de procédures chirurgicales normales», souligne l’autre cofondateur, Davor Kosanic. Ce nouvel appareil, permettra de contrôler rapidement lors d’une opération si des cellules suspectes sont encore présentes. «C’est le google map de la microscopie chirurgique» note Bastien Rachet, cofondateur de cette spin-off de l’EPFL.

De minuscules microscopes placés en série

Le secret ? Plusieurs microscopes de moins de 1 mm de large placés les uns à côté des autres. Cette technologie permet de contourner l’éternel dilemme des engins grossissants: choisir entre la résolution de l’image et sa surface. La technologie confocale, c’est-à-dire avec un seul focus, utilisée généralement lorsqu’il s’agit de tissus épais comme c’est le cas pour les échantillons humains, limite le champ de vision à moins d’un millimètre carré mais permet de faire des fines tranches d’images d’un specimen investigué. Cependant cet avantage a un coût: l’échantillon doit être scanné point par point pour obtenir toute l’image. Par conséquent la formation de l’image peut prendre beaucoup de temps, selon la résolution que l’on souhaite obtenir, la taille de la zone à reproduire et la méthode employée pour scanner l’échantillon. Et surtout, ce genre de microscope est volumineux.

La technologie brevetée de Samantree, contourne cette difficulté en permettant d’obtenir rapidement, grâce à la lumière captée par chaque petit microscope, une zone d’image couvrant plusieurs cm2 tout en maintenant une haute résolution. Pour l’application médicale, l’instrument est miniaturisé « L’agrandissement, de l’ordre de 1000X, est comparable aux appareils déjà sur le marché car, dans le domaine clinique, il n’y a pas besoin de davantage, mais avec un champ de vue d’au moins 40 fois plus grands », explique Davor Kosanic. Le médecin voit en temps réel, sur un écran d’ordinateur placé à ses côtés, la zone à observer et les éventuelles cellules suspectes. Les recherches menées au Laboratoire de microsystèmes 1, ont permis d’obtenir un matériel optique plus simple et miniaturisé, permettant une utilisation in-vivo, typiquement lors de procédures laparoscopiques. Grâce à la taille de leurs composants les minuscules microscopes sont placés sur une surface qui correspond à la surface de l’image souhaitée (de quelques mm2 à quelques cm2). En comparaison de la taille de l’appareil, la surface de l’image est ainsi drastiquement augmentée, ce qui rend l’instrument plus pratique à utiliser dans le bloc opératoire.

La principale innovation réside dans la miniaturisation des objectifs de focalisation. Ces éléments de microoptique, doivent notamment avoir la capacité de fonctionner de la même façon avec de nombreuses longueurs d’ondes pour qu’ils puissent être utilisés avec une lumière normale. Lorsqu’un tissu à observer est positionné dans la zone focale du panel de micro-objectifs, la lumière récoltée par chacun d’entre eux est relayée sur un panel de détecteurs de lumière qui mesure les informations de l’échantillon de manière parallèle. Ce travail groupé se traduit par un gain de temps et de performance. Comme le champ de vision restreint de chaque élément n’est plus une limitation puisque justement il y en a plusieurs sur deux dimensions, l’image peut être multipliée par 600.
Au stade de prototype, l’engin a bénéficié de plusieurs soutiens financiers d’aide aux start-up, et recherche maintenant un investissement de 1,5 million de francs en série A afin de pouvoir passer aux études cliniques.